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1、本钢钢集团团有限公司BENXI STEEL GROUP CORPORATION氧气、氮气、氩气安全运行制氧厂2015年8月2制氧厂2氧气、氮气、氩气制取方式与工艺简介 二三氧气、氮气、氩气气体特性氧气管道检修相关事宜 四目 录氮气管道检修相关事宜 五氩气管道检修相关事宜 六区域安全要求 七制氧厂设备配置 一制氧厂3一、制氧厂设备配置 制氧厂共有七套制氧机组，两台3200 m/h机组，两台6000 m/h机组，一台20000 m/h机组，一台35000 m/h机组，一台 50000 m/h机组，氧气生产能力123400 m/h,氮气的生产能力 199000 m/h ，氩气生产能力2900 m/h
2、 ，主要为炼钢转炉、 炼铁高炉、焦化干熄焦的氧氮氩气的供应。制氧厂4（一）工业生产中采用的空气分离方法二、氧气、氮气、氩气制取方式与工艺简介 1.深度冷冻法：又称“低温法”，是目前应用最为广泛的空气分 离方法，在国内外的制氧行业中占统治地位。2.吸附法：让空气通过分子筛吸附塔，利用分子筛对空气中的氧 、氮组分选择性吸附而使空气分离获得氧气。3.膜分离法：利用有机聚合膜的选择渗透性，从气体混合物中将 氧、氮分离，获得富氧气体。制氧厂5（二）外压缩工艺流程简介二、氧气、氮气、氩气制取方式与工艺简介 1.外压缩工艺流程简图制氧厂6原料空气经过滤器除去灰尘和机械杂质，进入空气压缩机加压， 空气冷却塔降
3、温，然后再进入分子筛吸附器除去水分、二氧化碳及 碳氢化合物，最后进入分馏塔进行分离，分离过程主要是利用膨胀 机制冷，将空气降温，降到-183度时，氧液化在上塔的下部取出； 降到-186度，氩液化在上塔的中部取出，由于氮气的液化温度-196 度，它在上塔顶部取出，要想取出高纯度的产品，这三种成分在精 馏塔内，经过了多次冷凝和多次蒸发，最终取得99.6%的氧气， 99.999%的氮气，氩是90%的粗氩，这部分粗氩在经过粗氩塔除氧， 精氩塔除氮，最后取得99.999%的液氩产品。二、氧气、氮气、氩气制取方式与工艺简介 2.外压缩工艺流程简介制氧厂71. 氧气气体特性三、氧气、氮气、氩气气体特性 氧气
4、是一种无色、无嗅、无味的气体，密度为1.429Kg/m，液氧 汽化比例为1:800，化学性质活泼，是强氧化剂、助燃剂、助燃易爆， 非常容易与可燃气体、乙炔及碳氢化合物混合形成爆炸性混合物。2. 氮气气体特性氮气为无色、无嗅、无味的惰性气体，其密度为1.28Kg/m，液氮 汽化比例为1：648。当空气中氮含量增高，人的呼吸就困难。若吸入 纯氮气，会因缺氧而造成“氮气窒息”，人会立即失去知觉，而患者 事先没有任何不舒服的感觉。制氧厂83. 氩气气体特性三、氧气、氮气、氩气气体特性 氩气是一种无色无味的惰性气体。其密度为1.78Kg/m，液氩 汽化比例为1：785。其化学性质十分不活泼，不能燃烧也不
5、能助燃。 氩气造成窒息症状为呼吸急促和喘息，迅速疲乏呕味和恶心，并先失 去知觉，严重时因缺氧而死亡。制氧厂（一） 氧气管道检修安全措施91.准备工作：氧气管道检修作业前,要制定详细作业方案和安全 措施，方案必须涵盖联系、确认、挂牌等相关方面的内容，并确定 作业安全责任人，比较重大的检修项目，经公司主管部门批准,方能 实施。2.切断气源：检修前的准备工作具备后，通知责任单位切断氧 气的来源，关闭阀门停止氧气供应，并在阀门处挂禁止开启的警示 牌。3.泄压：缓慢开启氧气管道末端排放阀门开始泄压，泄压点选 择时不能在室内，即使在室外排放也要设置警戒，挂牌告知周边人 员。4.插盲板：在检修处最近法兰位置
6、断开，并插上盲板，使检修 管道与氧气管道完全脱离开，避免阀门关不严，氧气泄漏到检修位 置。四、氧气管道检修相关事宜制氧厂（一） 氧气管道检修安全措施101.准备工作：氧气管道检修作业前,要制定详细作业方案和安全 措施，方案必须涵盖联系、确认、挂牌等相关方面的内容，并确定 作业安全责任人，比较重大的检修项目，经公司主管部门批准,方能 实施。2.切断气源：检修前的准备工作具备后，通知责任单位切断氧 气的来源，关闭阀门停止氧气供应，并在阀门处挂禁止开启的警示 牌。3.泄压：缓慢开启氧气管道末端排放阀门开始泄压，泄压点选 择时不能在室内，即使在室外排放也要设置警戒，挂牌告知周边人 员。4.插盲板：在检
7、修处最近法兰位置断开，并插上盲板，使检修 管道与氧气管道完全脱离开，避免阀门关不严，氧气泄漏到检修位 置。四、氧气管道检修相关事宜制氧厂115.吹扫置换：用氮气或空气对管道进行吹扫置换，使氧气管道 内的含氧量在19.5%-23%之间，作业前必须经专人化验，合格后方可 作业。 6.通气源：作业结束后，抽盲板，恢复法兰，通入氮气或空气 升压查漏，如果没有泄漏，将管道压力升到压差小于0.3MPa,即可开 启氧气阀门，同时置换管道内气体，直至氧气纯度合格。四、氧气管道检修相关事宜制氧厂（二） 氧气管道检修注意事项121.凡是涉及到整个气体管网检修，应由公司专业部室统一指挥， 各单位必须指定专人，对检修
8、前的操作进行逐项确认，确认合格后方 可操作。2.氧气管道、阀门及管件要求：无裂纹、鳞皮等，接触氧气的表 面必须彻底除去毛刺、焊瘤、焊渣、铁锈和其他可燃物，保持内壁光 滑清洁，管道的除锈应进行到出现本色为止。在安装过程中及安装后 应采取有效措施，防止可燃物、铁屑、焊渣、砂土及其他杂物遗留在 管内，同时防止受到油脂污染。3.开关氧气阀门时，一定要缓慢进行，避免流速超标。4.更换的管道、阀门时，物件表面上油脂残留率应小于125mg/m2 。 5.焊接时必须采用氩弧焊打底，避免出现焊渣，造成氧气管道着 火。四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂135.检修、操作人员衣物、手套、工具（白钢或铜质），严禁沾 有
9、油脂，严禁带压操作。 6.严禁用氧气试压，在试压要缓慢进行，专人操作、监护。7.氧气严禁在室内排放，室外排放时设置警戒，挂牌告知周边 人员。8.检修时如需进入氧气管道内部作业，必须使用空气进行置换 。四、氧气管道检修相关事宜制氧厂（三）氧气管道检修的重点提示 141.氧气流速不能超标氧气流速超标有两种原因：一是操作阀门过快，造成流速超标 ；二是在倒换阀门时，没有合理分配气流，使氧气总流量超出管道 允许范围。目前公司氧气管网材质为碳钢，运行压力在1.1-1.6MPa之间， 允许的最高流速为15米/秒。流速一旦超出安全值，高速气流夹带焊 渣、铁锈与管壁摩擦形成静电、高温，导致管道燃烧。钢铁技术 2
10、002第3期刊发的一篇文章介绍，当氧气管线始点、终点压力分别 为2.8MPa、1.7MPa：管道中掺入氧化铁皮，流速达到53米/秒时即开 始燃烧；掺入焊渣，流速在44米/秒，管道开始发红；掺入烟煤，流 速在13米/秒，管道就开始燃烧。四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂152.禁止油脂混入。在一定的温度、浓度下，氧气能与油脂反应，反应放出的热量会 引起油脂自燃。氧气管道在安装之前，必须进行严格的酸洗、 脱脂 处理，油脂残留率应小于125mg/m2。 酸洗、脱脂后管道用不含油的 干燥空气 或氮气吹净。氧气管道安装施工后较长时间未投运，应充 干燥氮气进行保护，以防潮湿空气使管道生锈。氧气阀门更换前，要
11、 对阀门解体脱脂，防止阀门填料函、阀座等部位夹带油脂，氧气阀门 、阀杆丝扣的润滑严禁用普通油脂,要用等级较高的硅油、硅脂。四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂163.杜绝杂质残留。氧气管路焊接时应采用氩弧焊打底，并按 GBJ 235、GBJ 236标 准的有关规定上升一级处理。氧气管道施工完毕后吹扫要彻底，不 留死角，吹扫气体选用干燥无油空气或氮气，且流速不小于20ms 。为防止杂物进入阀体，吹扫时阀门位置用直管连接，在调节阀前 应设计相应的过滤器，防止铁锈、杂物卡住调节阀。阀门后均应连 接一段其 长度不短于5倍管径、且不小于15m的铜基合金 或不锈 钢管道，防止着火。四、氧气管道检修相关事宜 制
12、氧厂（四）氧气泄漏处理 171.当发现氧气管道泄漏后，要立即向上级报告，同时在泄漏区 域设置警戒。2.通知责任单位，停止氧气供应。3.现场强制通风（室内开门开窗）进行置换，稀释氧气浓度， 禁止动火、吸烟，不得穿带钢钉的皮鞋。4.时刻监控周边氧气浓度，在大于23%的情况下，不得启动电气 设备及车辆通行。5.禁止无关人员靠近泄漏部位，由专业人员，穿戴防静电工作 服、工作鞋进入现场处理，必要时必须佩带空气呼吸器进入处理事 故。6.不得带压紧固螺栓、更换阀门、打卡子，即使你使用的是铜 质工具。四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂18案例一：安徽某单位氧气管道爆炸事故 2005年4月14日, 安徽省某公司机
13、动科组织气动调节阀更换作业 。作业人员关闭了管线两端阀门切断气源，然后松开气动调节阀法兰 螺栓，在松螺栓过程中发现阀门没有关紧，仍有漏气现象，又用F型扳 手关闭进气阀门。在漏气情况消除后，作业人员拆卸掉故障气动调节 阀，换上经脱脂处理的新调节阀并全开，当开启截止阀约23s后听到 一声沉闷巨响,从防爆墙另一侧的前后喷出大火。 张某想转身关阀,受 大火所阻,即快速跑向车间,通知相关人员采取紧急措施，切断了氧气 来源，此时已晚，现场作业人员共有8人，其中7人死亡。(3人当场死 亡，4人经医院抢救无效后死亡)四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂19事故原因分析：1.开启阀门速度过快，造成氧气流速过高，高速
14、气流与管件摩擦 产生静电。 2.新更换的调节阀内脱脂不完全，可能残留的油脂超出标准。3.管内存在氧化铁皮、焊渣等杂质，受到高速气流冲击形成静电 火花。四、氧气管道检修相关事宜可燃物、助燃物、着火源是燃烧必须具备的三个要素。氧化铁皮 、油脂是可燃物，由于静电火花及反应热影响，在氧气助燃作用下， 引起强烈的燃烧，并放出大量的热，氧气管道由于急剧的燃烧，管壁 达到熔化状态，气体体积瞬间急剧膨胀而引起爆炸。制氧厂四、氧气管道检修安全措施及注意事项 氧气管线爆炸图片 制氧厂四、氧气管道检修安全措施及注意事项 氧气管线爆炸图片 制氧厂222005年3月，某厂一名青年焊工在工作时衣服沾上了大量灰尘，便 随手
15、将旁边割炬上的氧气橡胶管拆下，用氧气吹扫衣服上的灰尘，当 其解开帆布工作服纽扣进行吹扫时，突然“轰”的一声，工作服起火 燃烧，造成这名青年焊工被烧伤。 与此事故类似情况在另一工厂也有发生。一名检修工人在氧气放 散区域进行作业，停工期间到吸烟处吸烟。当他刚把打火机点燃时， 突然“轰”的一声，工作服起火燃烧，造成此工人被烧伤。案例二：“自燃”事故 四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂23事故原因：这是两起违反氧气使用安全规程所发生的事故。青年焊 工用氧气吹扫衣服灰尘，由于喷射出的纯氧流速很快，与其身上的化纤 内衣剧烈摩擦产生静电火花，衣服在富氧状态下猛烈燃烧而发生了烧伤 事故。另一工人发生事故是由于其
16、衣物内氧气浓度极高，遇到打火机明 火后，衣物在氧气助燃作用下产生燃烧。大量事故教训告诉我们，氧气管道检修及操作，必须按照安全规程 操作，决不能有一点疏忽，否则极易造成群死群伤的重大事故。对之前 讲述的安全措施、注意事项，公司各单位应严格贯彻执行。四、氧气管道检修相关事宜 制氧厂24（一）氮气管道检修的安全措施1.准备工作：氮气管道检修作业前,要先制定详细作业方案和安全 措施，方案必须涵盖联系、确认、挂牌等相关方面的内容，并确定作 业安全责任人，比较重大的检修项目，经公司主管部门批准，方能实 施。（办理危险介质停送等审批）2.切断气源：关闭检修位置两端阀门，并在关闭阀门处挂禁止开 启的警示牌。3.泄压：在检修管道的末端，选择高处位置泄压，但泄压点不得 在室内。泄压要专人负责，在上风处携带测氧仪监护，禁止无关人员 靠近。4.插盲板：在检修点最近位置的阀门或法兰处断开，插入盲板， 以免氮气泄露，造成人员伤亡。5.通气源：作业结束后，抽盲板，恢复法兰，开阀门通入气源。五、氮气管道检修相关事宜 制氧厂25（二）氮气管道检修的注意事项1.检修单位与气体
